"Placenta-on-a-Chip" könnte einen neuen Einblick in die Schwangerschaft bieten

Forscher haben eine "Plazenta-on-a-Chip" entwickelt - ein Mikrogerät, das die Struktur und Funktion einer Plazenta nachahmt -, um ihr Verständnis von Plazentaprozessen und -störungen zu verbessern.
Die Plazenta-on-a-Chip könnte es den Forschern ermöglichen, das Innenleben der Plazenta effizienter und zu geringeren Kosten als bei bestehenden Plazenta-Modellen zu untersuchen.

Die Studie, veröffentlicht in der Zeitschrift für mütterlich-fötale und neonatale Medizin, wurde von Forschern der National Institutes of Health (NIH) und Kollegen in den USA und Südkorea durchgeführt.

"Wir glauben, dass diese Technologie verwendet werden kann, um Fragen zu beantworten, die mit aktuellen Plazenta - Modellsystemen schwer zu beantworten sind und die Erforschung der Schwangerschaft und ihrer Komplikationen ermöglichen", sagt Studienautor Dr. Roberto Romero, Chef des National Institute of Child Health and Menschliche Entwicklung (NICHD).

Die Plazenta ist ein Organ, das sich während der Schwangerschaft innerhalb der Gebärmutter entwickelt, um dem Baby Nährstoffe und Sauerstoff zuzuführen und Abfallprodukte aus seinem Blut zu entfernen. Darüber hinaus ist die Plazenta teilweise dafür verantwortlich, schädliche Umwelteinflüsse wie Bakterien und einige Medikamente vom Fötus fernzuhalten.

Wenn die Plazenta nicht richtig funktioniert, kann dies die Gesundheit von Mutter und Kind beeinträchtigen. Daher wollen die Forscher genau wissen, wie es der Plazenta gelingt, bestimmte Substanzen zu transportieren und schädliche Substanzen fernzuhalten. Plazenta-Forschung ist jedoch ein schwieriges Geschäft.

Die Untersuchung der Plazenta beim Menschen ist nicht nur zeitaufwendig, sondern kann auch für den wachsenden Fötus riskant sein. Wissenschaftler, die den Plazentatransport untersuchen, tendieren dazu, aus diesen Gründen in einem Labor gezüchtete Tierplazenten oder menschliche Zellen zu untersuchen.

Obwohl diese Studien nützlich sind, können sie menschliche physiologische Prozesse nur begrenzt nachahmen. Ein weiteres Problem besteht darin, dass es bei den Plazenta-Forschern an Standardisierung mangelt, was zu widersprüchlichen Ergebnissen aufgrund von unterschiedlichen Praktiken zwischen Labors führt.

Das Gerät spiegelt erfolgreich den Transfer von Glukose von der Plazenta zum Fötus wider

Um diesen Einschränkungen zu begegnen, entwickelten die Forscher einen Prototyp für ein "Plazenta-auf-einem-Chip" -Mikrogerät, dem andere neue Organ-on-a-Chip-Entwicklungen vorausgingen, die die Organ- und Medikamentenforschung revolutionieren sollen.

Das Gerät ist so konzipiert, dass es die Mutter-Fetal-Barriere der Plazenta nachahmt und menschliche Zellen in seiner Struktur verwendet. Zwei Kammern sind durch eine semipermeable Membran getrennt, wobei eine Kammer Zellen aus einer Plazenta und die andere Zellen aus einer Nabelschnur enthält.

Für die Studie testeten die Forscher die Funktion des Geräts, indem sie untersuchten, wie Glukose von der die Plazentazellen enthaltenden mütterlichen Kammer in die fetale Kammer mit den Nabelschnurzellen übertragen wird.

Die Forscher fanden heraus, dass Glucose erfolgreich zwischen den beiden Kammern in einer Weise übertragen wurde, die den natürlichen Prozess im menschlichen Körper nachahmt.

"Der Chip ermöglicht es uns, Experimente effizienter und zu geringeren Kosten durchzuführen als Tierstudien", erklärt Dr. Romero. "Mit weiteren Verbesserungen hoffen wir, dass diese Technologie zu einem besseren Verständnis der normalen Plazenta-Prozesse und Plazenta-Erkrankungen führen wird."

Ein Aspekt der menschlichen Plazentaprozesse, der nicht durch die Mikrovorrichtung widergespiegelt wird, ist das Ausmaß der Belastung, die in fetalen Kapillaren auftritt. Die Forscher stellen fest, dass dies durch die Verringerung der Größe der fetalen Kammer oder durch die Erhöhung der Geschwindigkeit des Flüssigkeitsflusses auf der fetalen Seite wiederhergestellt werden könnte.

Sie erkennen auch an, dass weitere Studien mit mehr menschlichen Zellen durchgeführt werden müssen. Trotz dieser Einschränkungen glauben sie jedoch, dass ihr Prototyp das Potenzial hat, als kostengünstige Plattform zur Erforschung der wichtigsten pathologischen Merkmale von Plazentaerkrankungen zu dienen.

"Unser Plazenta-auf-dem-Chip-Modell stellt einen spannenden Fortschritt in diesem Bereich dar und legt den Grundstein für zukünftige Studien, die das Potenzial von Organen-auf-Chips-Technologie für Fortpflanzungsbiologie und Medizin untersuchen", schlussfolgern die Forscher.

Nach der Geburt entscheiden sich viele Frauen, ihre Plazenta für vermeintliche gesundheitliche Vorteile zu konsumieren. Eine aktuelle Studie hat jedoch berichtet, dass für diese Vorteile noch keine wissenschaftlichen Belege vorliegen.

Das Immunsystem tötet spontane Blutkrebszellen jeden Tag

Eine neue Studie aus Australien legt nahe, dass B-Zellen, eine Art von weißen Blutkörperchen, spontane Veränderungen erfahren, die zu Krebs führen können, wenn das Immunsystem keine regelmäßigen Kontrollen durchführt und sie tötet, bevor sie Tumore bilden. In der Fachzeitschrift Nature Medicine berichten Dr. Axel Kallies vom Walter und Eliza Hall Institut in Parkville, Victoria, und Kollegen, dass das Immunsystem fehlerhafte B-Zellen entfernt, bevor sie krebsartig werden.

(Health)

Selbstmordraten in England und Wales könnten falsch sein

Experten von bmj.com warnen heute, dass die zunehmende Verwendung von "narrativen Urteilen", die von Gerichtsmedizinern in England und Wales erhoben werden, zu einer größeren Unterschätzung der Selbstmordraten führen könnten. Die laufende Forschung wird zum Teil vom National Institute for Health Research (NIHR) finanziert. Im Jahr 2009 entfielen auf Suizide in England und Wales 4.648 Todesfälle.

(Health)